*四、湍流和雷诺数

    流体在管道中流动并不始终保持层流,由于流速和其他条件的不同,流动会出现另一种形式, 即湍流。所谓湍流, 就是流体中出现了沿垂直于管轴方向的速度分量的不规则流动。当湍流出现时,管中截面上每一点的速度大小和方向都在不断变化,能量损耗w 不再与平均流速成正比,而是与平均流速的平方成正比。

    实验表明,发生湍流的临界流速与一个无量纲的量Re相对应。Re由下式表示

                    ,                       (6-25)

式中rhv分别是流体的密度、黏度和流速,r是管道的半径。这个量Re称为雷诺数。由层流过渡到湍流的雷诺数,称为临界雷诺数,记为Rec 。圆形管道的临界雷诺数Rec在2000 ~ 2600的范围内。对于给定的管道和给定的流体,并保持温度不变,式(6-25)中rh r都是确定的,只有v是可以改变的。当流速v的值使雷诺数Re处于临界值Rec时,此时的流速就是临界流速vc,并由下式定义

                           .                     (6-26)

如果流速从低于vc值增大到高于vc值,那么流动将会从层流转变为湍流。由于临界雷诺数Rec 不是一个明确的数而是一个数值范围,所以vc 也是一个数值范围。

       
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